人教版九年级物理章节知识点分析:13.3 比热容
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教案:人教版九年级物理 13.3 比热容一、教学内容本节课的教学内容来自于人教版九年级物理教材第13章的第3节,主要内容包括:1. 比热容的概念:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。
2. 比热容的计算公式:c = Q/(mΔt),其中c表示比热容,Q表示吸收或放出的热量,m表示物质的质量,Δt表示温度变化。
3. 水的比热容:水的比热容为4.2×10^3 J/(kg·℃),大于其他物质,因此水常用作冷却剂、取暖剂等。
4. 比热容的应用:根据Q=cmΔt可知,质量和初温都相等的甲、乙两物体,吸收相同的热量后,比热容大的物体温度变化小。
二、教学目标1. 让学生理解比热容的概念,掌握比热容的计算公式。
2. 培养学生运用比热容知识解决实际问题的能力。
3. 让学生了解水的比热容特点及应用,激发学生对物理学习的兴趣。
三、教学难点与重点1. 教学难点:比热容的概念及其计算公式的理解与应用。
2. 教学重点:水的比热容特点及应用。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具:教材、笔记本、尺子。
五、教学过程1. 实践情景引入:讨论为什么用水作为汽车发动机的冷却剂。
2. 讲解比热容的概念,引导学生通过实验现象理解比热容的含义。
3. 讲解比热容的计算公式,并进行例题讲解。
4. 讲解水的比热容特点及应用,引导学生运用比热容知识解决实际问题。
5. 随堂练习:完成教材上的练习题,巩固所学知识。
6. 课堂小结:回顾本节课所学内容,强调比热容的概念、计算公式及应用。
7. 布置作业:(1)教材第13.3节课后习题。
(2)请列举一个生活中运用比热容知识的实例,并简要说明其原理。
六、板书设计1. 比热容的概念2. 比热容的计算公式:c = Q/(mΔt)3. 水的比热容特点及应用七、作业设计1. 教材第13.3节课后习题。
2. 请列举一个生活中运用比热容知识的实例,并简要说明其原理。
13.3比热容1.比较不同物质的吸热能力(1)物质吸收热量的多少与物质的质量有关。
由生活中经验可知,烧开一壶和半壶温度相同的水,一壶水吸收的热量较多,这说明物质吸收热量的多少与物质的质量有关。
同种物质升高相同的温度,物质的质量越大,吸收的热量越多。
(2)物质吸收热量的多少与物质升高的温度有关。
由生活中经验可知,将一壶温度为20 ℃的水加热到80 ℃和加热到100 ℃,水吸收的热量不同。
质量一定的某种物质,升高的温度越多,吸收的热量越多。
(3)物质吸收热量的多少与物质的种类有关。
质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同,这说明物质吸收热量的多少与物质的种类..有关,不同物质的吸热能力不同。
物理学中,为了表示物质的这种性质,引入了比热容。
【例1】下列事实中,能说明物体吸收热量多少跟物质种类有关的是()A.质量相等的两杯水温度分别升高5 ℃和10 ℃,它们吸收的热量不相等B.质量相等的两块铜温度分别升高5 ℃和10 ℃,它们吸收的热量不相等C.1 kg水和2 kg水温度都升高10 ℃,它们吸收的热量不相等D.质量相等的水和铜块温度都升高10 ℃,它们吸收的热量不相等解析:A×说明物体吸收热量多少跟升高的温度有关B×C×说明物体吸收热量多少跟物体的质量有关D√说明物体吸收热量多少跟物质的种类有关答案:D2.比热容(1)物理意义:比热容是表示物质吸热能力的物理量。
(2)定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。
比热容用符号c表示。
(3)单位:焦每千克摄氏度,用符号J/(kg·℃)表示。
(4)单位质量的某种物质,温度降低1 ℃放出的热量与它温度升高1 ℃吸收的热量相等,数值上也等于它的比热容。
析规律比热容的应用①比热容反映了物质吸热(或放热)能力的大小,比热容大的物质吸热能力强,不能说明吸热多。
②水的比热容较大,利用水的比热容较大解释现象时,常常利用水和其他物质相比,吸收(或放出)相同的热量,水的温度变化较小。
人教版 九年级物理上册 第13章 《内能》第3节 比热容 讲义(知识点总结+例题讲解)序号 知识点难易程度 例题数 变式题数 合计一 比热容 ★★ 4 4 12二 热量计算★★22一、比热容:1.定义:单位质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。
2.符号:c ;3.公式:tm Q c ∆⋅=放吸/4.单位:焦每千克摄氏度,单位符号:J/(kg ·℃);5.物理意义:物体吸热或放热能力;(物体比热容越大,吸热能力越强) (1)水的比热容是c 水=4.2×103J/(kg ·℃); (2)物理意义为:1kg 的水,温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J 。
6.说明:(1)比热容是物质的一种特性,比热容的大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
(2)水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大。
(3)比较比热容的方法:①质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间): 吸收热量多,比热容大。
②质量相同,吸收热量(加热时间)相同,比较升高温度:温度升高慢,比热容大。
【例题1】关于比热容,下列说法正确的是()A.某种物质吸收或放出的热量越多,比热容越大B.质量为500g的铜块的比热容比质量为100g 的铜块的比热容大C.铁块温度升高时的比热容比温度降低时的比热容大D.物质的状态不变时,比热容与物质的质量、温度的高低均无关【答案】D【解析】解:比热容是物质的一种特性,比热容与物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系,只与物质的种类、状态有关,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【变式1】一定质量的冰熔化成水过程中,下列判断正确的是()A.比热容变大、温度不变 B.内能不变,比热容变大C.比热容不变、温度不变 D.内能不变,比热容不变【答案】A【解析】解:A、冰吸热熔化成水过程中,吸热温度保持不变;故A正确。
教案:人教版物理九年级全一册13.3比热容一、教学内容1. 比热容的概念:介绍比热容的定义,即单位质量的物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。
2. 比热容的计算公式:Q=cmΔt,其中Q表示吸收或放出的热量,c表示比热容,m表示质量,Δt表示温度变化。
3. 比热容的特性:描述比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物体质量、温度变化、吸收或放出热量无关。
4. 比热容的应用:介绍比热容在生活中的应用,如热水袋、汽车发动机冷却液等。
二、教学目标1. 理解比热容的概念,掌握比热容的计算公式。
2. 能够运用比热容的知识解决实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力,提高学生的科学思维能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:比热容的概念和计算公式的理解,以及比热容的应用。
2. 教学重点:比热容的概念和计算公式的运用。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔、实验器材(包括热水袋、汽车发动机冷却液等)。
2. 学具:教材、笔记本、尺子、计算器。
五、教学过程1. 引入:通过展示热水袋和汽车发动机冷却液的图片,引导学生思考这两种物品与比热容的关系。
2. 讲解比热容的概念和计算公式:讲解比热容的定义,即单位质量的物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量;给出比热容的计算公式Q=cmΔt,并解释各参数的含义。
3. 演示实验:进行比热容的实验,让学生观察和记录实验现象,如热水袋的热量传递等。
4. 练习题:布置一些有关比热容的练习题,让学生运用所学知识进行解答。
六、板书设计板书设计如下:比热容:定义:单位质量的物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。
计算公式:Q=cmΔt七、作业设计1. 题目:计算一块质量为2kg的铜,从20℃升高到100℃所吸收的热量。
答案:Q=cmΔt=2kg×0.39×(100℃20℃)=50.4J2. 题目:一辆汽车的发动机冷却液的比热容为3.6×10^3J/(kg·℃),质量为50kg,升高温度为50℃,求发动机冷却液所吸收的热量。
1 / 3 13.3比热容知识点一、实验探究:比较不同物质吸热的情况1、实验原理:加热质量相同的水和食用油,使它们升高相同的温度,比较它们吸收热量的多少。
2、实验方法:控制变量法和转换法。
控制变量法:(1)水和食用油的质量相同;(2)水和食用油升高的温度(3)相同热源:使水和食用油在相同时间内吸收相同的热量。
转换法:实验中吸热的多少是通过加热时间来反映的。
3、实验结果:相同质量的水和食用油,升高相同的温度,给水加热的时间长,即水吸收的热量多。
4、实验结论:不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同。
二、比热容1、定义: 一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。
定义式:t∆=m Q c 2、单位:J/(kg.℃)。
水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)其物理意义是:1kg 水温度升高或降低1℃吸收或放出的热量是4.2×103J 。
3、特点:比热容是物质的一种特性,比热容的大小与物质的种类、状态有关;与物体的质量、体积、温度、吸热、放热等因素都无关。
三、热量的计算1、公式:吸热升温:Q 吸= cm (t-t 0) ;放热降温Q 放= cm (t 0-t )。
2 / 3Q t cm∆=公式中c 表示物质的比热容,m 表示物体的质量,t 0表示物体的初温,t 表示末温,“t -t 0”表示物体升高的温度,“t 0-t ”表示物体降低的温度。
若用∆t 表示物体升高或降低的温度则公式可用Q=cm ∆t 表示。
即Q 由c 、m 、∆t 这三个量的乘积决定,与物体的温度高低无关。
变式:t ∆=c Q m , cmQ Δt = 。
计算时各物理量单位必须统一,即c 是J/(kg.℃),m 是kg ,t 、t 0、∆t 的单位是℃,Q 的单位是 J 。
2、由公式进一步理解比热容概念四、水的比热容较大的应用1、调节温度:对于质量相同的水和其他物质,吸收或放出相同的热量,由于水的比热容较大,由 可知,水的温度变化较小。
教案:人教版九年级全一册物理 13.3 比热容一、教学内容本节课的教学内容选自人教版九年级全一册物理教材第13章第3节,主要讲述了比热容的概念、计算方法和应用。
具体内容包括:1. 比热容的定义:单位质量的物质温度升高1摄氏度所需吸收的热量。
2. 比热容的计算公式:c = Q/(mΔt),其中Q为吸收或放出的热量,m为物质的质量,Δt为温度变化。
3. 比热容的应用:比较不同物质的吸热或放热能力,解释生活中的热现象。
二、教学目标1. 理解比热容的概念,掌握比热容的计算方法。
2. 能够运用比热容的知识解释生活中的热现象。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力,提高学生的科学思维能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:比热容的计算公式的理解和应用。
2. 教学重点:比热容的概念和计算方法的掌握。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔、实验器材(包括不同物质的样品、热量计等)。
2. 学具:教材、笔记本、文具。
五、教学过程1. 实践情景引入:以夏季炎热的天气为例,引导学生思考为什么在炎热的天气中,海边感觉比内陆凉爽。
2. 概念讲解:介绍比热容的定义,解释比热容的意义。
3. 公式讲解:讲解比热容的计算公式,并通过示例进行解释。
4. 实验演示:进行不同物质的比热容实验,引导学生观察和记录实验结果。
5. 例题讲解:给出例题,引导学生运用比热容的知识进行解答。
6. 随堂练习:给出练习题,让学生运用比热容的知识进行计算和解答。
六、板书设计1. 比热容的定义2. 比热容的计算公式3. 比热容的应用七、作业设计1. 作业题目:计算下列物质的比热容,并解释结果。
a. 水的比热容是多少?b. 沙子的比热容是多少?2. 答案:a. 水的比热容约为4.18 J/(g·℃)。
b. 沙子的比热容约为0.83 J/(g·℃)。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思:本节课通过实践情景引入,引导学生思考比热容的概念,通过实验演示和例题讲解,使学生掌握比热容的计算方法。
初三物理第十三章比热容笔记一、课程简介本章主要讲解的是物质的热容量,也就是我们通常所说的比热容。
比热容是物质的基本性质之一,它反映了物质在吸收和释放相同热量时温度变化的特性。
本章内容包括比热容的概念、单位、影响因素以及应用。
二、知识点总结1. 比热容的定义:单位质量的物质温度每升高(或降低)1摄氏度所吸收(或放出)的热量,叫做比热容。
用符号c表示,单位为J/(kg·℃)。
2. 比热容的影响因素:物质的比热容与物质种类有关,而与物质的质量、体积和温度无关。
3. 比热容的单位:国际单位为J/(kg·℃),常用单位还有kJ/(m³·℃)、kcal/(m³·℃)等。
4. 比热容的应用:比热容在热力学中有着重要的应用,如计算物体的吸热或放热量、分析热现象、确定物质的性质等。
三、重点概念解析(1)什么是物质的热容量?它与比热容有什么区别?物质的热容量是指物质在吸收一定热量时温度变化的特性,也就是单位质量的物质温度每升高(或降低)1摄氏度所吸收(或放出)的热量。
物质的比热容是物质本身的一种性质,它反映了物质在吸收和释放相同热量时温度变化的特性,而物质的热容量不随温度变化而变化。
两者的区别在于,比热容是物质的一种属性,而热容量是物质吸收热量时的一种特性。
(2)影响比热容的因素有哪些?物质的比热容与物质种类有关,而与物质的质量、体积和温度无关。
这是因为物质的比热容是物质内部结构的一种表现,不同物质具有不同的内部结构,所以比热容也不同。
(3)比热容的单位如何换算?比热容的单位换算与其它物理量的单位换算方法相同,例如将kJ/(m³·℃)换算成J/(kg·℃),只需将数值乘以质量再乘以1000即可。
四、实验探究实验一:探究不同物质的吸热能力目的:通过实验探究不同物质的吸热能力。
器材:天平、量筒、相同容器若干、水、煤油等。
步骤:1. 使用天平分别测量出水的质量和煤油的质量;2. 将量筒中的水倒入容器中,记下水的初始温度和量筒中煤油的初始温度;3. 将相同容器分别放在同一环境条件下,用相同的加热器加热;4. 每隔一段时间测量并记录水的温度和煤油的温度;5. 根据测量的数据计算出水的比热容和煤油的比热容。
13.3比热容知识点与考点解析★考点概览一、知识点与考点比热容概念二、考点解析1.比热容是描述物体吸热能力的物理量,比热容在本章属于重要知识点,也是常考知识点,所以应该引起师生的重视。
本节知识点有:比热容的概念和有关计算。
利用比热容概念分析判断现象和进行简单计算是本节主要考点和考试方式。
2.纵观各地中考考纲和近三年考卷来看,对本节知识点的考查主要集中在比热容的概念及其应用方面。
此问题一般与热现象的其他知识点结合在一起组成一个考题,单独作为一个考题的情况不多。
考试题型以选择题为主(考查比热容的概念及应用),填空题为辅(利用比热容进行简单计算),对物质吸热能力实验也应加以重视。
3.考点分类:考点分类见下表★知识点精析1.比热容(1)在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。
温度不同的两个物体相互接触,高温物体内能减少,低温物体内能增大;对物体做功时,物体内能会增大,物体对外做功时,物体内能会减少。
(2)比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。
(3)水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
2.热量的简单计算热量的计算:(1)吸热:Q吸=cm△t=cm(t-t0);(2)放热:Q放=cm△t= cm(t0-t)。
其中:Q吸—吸收的热量,单位:焦(J),Q放—放出的热量。
c—比热容,单位:焦每千克摄氏度(J/(kg·℃))m—质量,单位:千克(kg)△t—变化的温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温。
★典例精析★考点一:比热容概念◆典例一:(2020·北京)依据表格中的数据,下列说法正确的是()。
A. 一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小;B. 水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多;C. 水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J;D. 质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多【答案】D。
第13章内能
13.3 比热容
1.比热容
【知识点回顾】
(1)单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容,简称比热.
比热容是通过比较单位质量的某种物质升温1℃时吸收的热量,来表示各种物质的不同性质.
(2)比热容的单位:在国际单位制中,比热容的单位是J/(kg•℃),读作焦每千克摄氏度.水的比热容是4.2×103J/(kg•℃).它的物理意义是1千克水,温度升高1℃,吸收的热量是4.2×103焦耳.
单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量和它温度降低1℃放出的热量相等,也是它的比热.
(3)比热表
比热容是物质的一种特性,各种物质都有自己的比热.物理学中,常把由实验测定的物质的比热,列成表格,便于查找.
从表中还可以看出,各物质中,水的比热容最大.这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些.水的这个特征对气候的影响很大.在受太阳照射条件相同时,白天沿海地区比内陆地区温升慢,夜晚沿海地区温度降低也少.所以一天之中,沿海地区温度变化小,内陆地区温度变化大.在一年之中,夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷.(4)水比热容大的特点,在生产、生活中也经常利用.如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却.冬季也常用热水取暖.
【命题方向】
第一类常考题:
关于比热容,下列说法正确的是()
A.物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B.物体的比热容跟物体的温度有关
C.物体的质量越大,它的比热容越大
D.物体的比热容与温度、质量都没有关系
分析:比热容是物质本身的一种特性,反映了物体的吸热或放热能力,大小只与物质有关,与其它因素没有关系.
解:比热容是物质本身的一种特性,其大小是由物质决定的,与是否吸热、放热、温度、质量等因素无关.
故选D.
点评:此题考查了比热容的特点,要掌握其物理意义,真正理解是物质本身一种特性的真正含义.
第二类常考题:
根据表中几种物质的比热容,判断下列说法中不正确的是()
A.制作体温计常用水银做介质,原因之一是水银的比热容小
B.北方楼房中的暖气用水做介质,利用了水的比热容大的特性
C.由于水比沙石的比热容大,所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大
D.由于水比冰的比热容大,所以冷却食品时0℃的水比0℃的冰效果好
分析:A、液体温度计的原理是液体的热胀冷缩性质,水银的比热容小,吸收相同的热量时,温度变化得更明显;
B、暖气中的传热介质,要求在降低相同的温度时放出更多的热量,就需要比热容较大的水;
C、沙石的比热容比较小,在同样受热和受冷的情况下,沙石的温度变化值比较大,所以内陆地区的昼夜温差大;
D、冷却食品时,冰的效果好一些,因为冰在熔化的过程中要从物体吸收热量.
解:A、水银的比热容比较小,吸收相同的热量温度升得更高,可以更准确地测量物体的温度,所以A是正确的;
B、水的比热容比较大,降低相同的温度时可以放出更多的热量,取暖效果更好,所以B是正确的;
C、因为水比沙石的比热容大,在吸收和放出相同的热量时,水的温度变化值更小,沙石的温度变化值大,所以内陆地区比沿海地区的昼夜温差大,所以C是正确的;
D、虽然水的比热容比较大,但冰在熔化时会吸收热量变为水继续冷却食品,冷却的效果是更好.
故选D.
点评:此题考查的是比热容知识在生活中的应用,理论联系实际,是一道好题.
【解题方法点拨】
(1)对于同一种物质,比热容的值还与物质的状态有关,同一种物质在同一状态下的比热容是一定的,但在不同状态时,比热容是不同的.如:水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),而冰的比热容是2.1×103J(kg•℃).
(2)对于物质的比热容,可以从以下两个方面理解:首先,比热容跟密度一样,也是物质的一种特性,它既不随物质质量的改变而变化,也不随物质吸收(或放出)热量的多少及温度的变化而变化,也就是说,只要是相同的物质,不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何,它的比热容一定是相同的;其次,不同物质的比热容不同,同种物质的比热容相同,它反映了不同物质吸、放热本领的强弱,还可以利用物质的这种特性来鉴别物质.
2.比热容解释简单的自然现象
【知识点回顾】
如为什么海水与沙子在同一时刻的温度不一样?因为海水与沙子受光照的时间完全相同,所以它们吸收的热量相同.但是海水的比热比沙子的比热大,所以海水升温比沙子升温慢;没有日照时,海水降温比沙子降温慢.
【命题方向】
考主要利用水的比热容大这一特点结合生活中的现象进行考察.
例1:下列能用比热容解释的事实是()
A.用力搓手后双手发热
B.吐鲁番地区昼夜温差较大
C.堆积的种子受潮升温
D.生石灰加水温度骤然升高
分析:比热容是指单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收热量的多少,体现了物质的吸放热能力的强弱,据此来对选项中的描述进行分析.
解:A、搓手发热是做功使物体内能增加的过程,与比热容无关;
B、内陆地区昼夜温差大,是砂石比热容太小的缘故,即同样吸放热时,砂石的温度变化明显,与比热容有关;
CD、堆积的种子受潮升温,生石灰加水温度骤然升高,两项都是发生生物化学反应的缘故,与比热容无直接关系.
故选B.
点评:本题考查了比热容的特点的应用,应用所学知识,解释了实际问题,体现了新课标的要求,属于中考热点问题.
例2:在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的,这是为什么?
分析:根据水的比热容的特点与沙子的比热容进行比较分析.
解:吸收相同热量,水的比热容大,温度升高的少,沙子温度升高的多,沙子烫脚.
答:与同质量的海水相比,沙子的比热容较小,吸收相同热量时,沙子的温度升得快,所以沙子烫脚,而海水却是凉凉的.
点评:考查了水的比热容的特点以及用水的比热容来解释自然现象的知识点.
【解题方法点拨】
主要考查了学生对水的比热容大的特点及应用的了解和掌握,应用好“质量、吸收的热量相同时,比热越大温度升高的越小”是解答的关键,可以借助Q=cm△t帮助记忆.
3.热量的计算
【知识点回顾】
物体的温度升高时吸收热量为:Q吸=cm(t-t0)
物体的温度降低时放出的热量为:Q放=cm(t0-t)
式中的c为物体的比热容,m为物体的质量,t0表示物体原来的温度,t表示物体后来的温度.若用△t表示物体变化的温度(升高或降低的温度),那么,物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为:Q=cm△t.
【命题方向】
第一类常考题:
铜的比热容是铅的比热容的3倍.质量相同的铜块和铅块,若它们升高的温度之比为1:2,则它们吸热之比为()
A.2:3 B.3:2 C.6:1 D.1:6
分析:知道铜和铅的比热容之比、升高的温度值比、质量m相同,根据公式Q吸=cm△t求它们吸收的热量之比.
故选B.
点评:本题考查了学生对热量公式的掌握和运用,涉及到两个物体关于热量、质量、温度变化量、比热容的比值,要防止因颠倒而出错.
(2)第二类常考题:
为了利用太阳能资源,节约经营成本,崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器,每台热水器的水箱容积为200L.在夏季光照条件下,一满箱15℃的水经白天太阳能加热,温度可达到65℃.已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为8.4×107J/kg.求:
(1)10台热水器装满水时,温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量?
(2)若这些热量由完全燃烧的天然气提供,需要多少千克天然气?
分析:(1)利用密度公式求出水的质量,知道水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量;
(2)由题知,Q吸=Q放,再利用燃料完全燃烧放热公式Q放=qm求需要天然气的质量.
解:(1)一满箱水的体积:
v=200L=200×10-3m3,
一满箱水的质量:
m水=ρ水v=1.0×103kg/m3×200×10-3m3=200kg,
一满箱水的温度从15℃升高到65℃,所吸收的热量为
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(65℃-15℃)=4.2×107J,
10台热水器装满水时,水吸收的热量:
Q=4.2×107J×10=4.2×108J;
(2)由题知,10台热水器获得的太阳能相当于质量为m的天然气完全燃烧放出的热量,
答:(1)10台热水器装满水时,温度从15℃升高到65℃吸收了4.2×108J的热量;
(2)若这些热量由完全燃烧的天然气提供,需要5kg天然气.
点评:本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的掌握和运用,注意200L≠200kg,必须利用密度公式计算.
【解题方法点拨】
虽然做功和热传递改变物体内能的方式不同,做功的过程属于能量的转化,而热传递属于内能的转移,但二者在改变物体的内能上却是等效的,例如,一根锯条的温度升高了,内能增大了,可能是由于摩擦生热,也可能是放在火上烤的结果,如果没有看见内能改变的过程,就无法判断内能是通过哪种方式改变的.。